35KV变电站新建工程电气初步设计说明书.docx
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35KV变电站新建工程电气初步设计说明书
工程编号：
JG（T）-B12佃C
原平市神岩矿业35kV变电站新建工程
电气初步设计
说明书
山西晋光电力工程勘察设计有限公司
工程设计证书编号：
A214000247
二O一二年十二月
1.概述0
1.1设计依据0
1.2建设规模0
1.3站址所在地理位置0
1.4设计范围0
2.系统部分1
2.1变电站建设的必要性与可行性1
2.2变电站接入系统方案3
3.电气一次线部分3
3.1电气主接线3
3.2电气设备布置及配电装置3
3.3短路电流及主要设备选择4
3.4绝缘配合及防雷保护6
3.5站用电及照明6
3.6电缆设施7
4.电气二次线及元件保护部分7
5.通信部分14
5.1系统通信14
5.2站内通信14
5.3系统调度自动化15
6.土建部分15
6.1概述15
6.2总平面布置及交通运输16
6.3建筑部分17
6.4结构部分17
7.水工部分18
7.1排水18
8.全站消防18
8.1设计中执行的有关消防设计规范18
8.2消防设计主要原则18
322.1土建防火设计19
9.暖通部分19
9.1采暖空调设计19
9.2通风设计19
10.劳动安全卫生与环境保护19
10.1劳动安全卫生19
10.2环境保护22
3.2.2.2结论23
11.对侧部分23
11.1扩建规模及设计内容23
11.2设计原则23
11.3长梁沟站出线间隔23
12•设备与材料清册24
（1）概述
本工程为原平神岩矿业有限公司的供电工程。
根据原平神岩矿业有限公司与山西供电分公司初设工作安排的通知精神，结合对该工程综合进度安排，受原平神岩矿业有限公司的委托，我公司对原平神岩矿业有限公司35kV变电站进行初步设计。
1.1设计依据
1.1.1原平市神岩矿业的设计委托书。
1.1.2忻州供电公司文件忻供电发展【2012】258号《关于原平市神岩矿业有限公司
35千伏供电方案的批复》。
1.1.3电力系统有关设计的规程、规范。
1.1.4原平神岩矿业有限公司提供的其他相关设计资料及现场踏勘情况的有关资
料。
1.2建设规模
1）主变二台，容量为1X5MVA+*4MVA电压等级35/10kV;
2）35kV进线1回；10kV出线11回，备用3回，预留2个备用位置，单母分段接线。
3）无功补偿装置2组：
容量1X1500kVar+1X1200kVar。
4）本站按综合自动化变电站考虑。
5）站用变：
35kV站变1台，容量50kVA35kV站用变安装在35kV线路侧，本
期建设。
10kV站变1台，容量50kVA10kV站用变安装在10kV母线侧，本期建设。
1.3站址所在地理位置
原平市神岩矿业有限公司铁矿位于山西省原平市长梁沟镇神岩壑一带，行政上隶属
原平市和宁武县管辖。
海拔高度为2000m-2500m周围空气温度最高为40C;最低为-25C（极限）月平均相对湿度：
w90%;日平均相对湿度：
w95%。
矿区北起香草岭-前干一线，南至赵来咀北山，西起赵家坡村东，东至滴水崖以西，矿区面积7.5446平方公里。
站内初步计划35kV从西南方向进线；10kV电缆出线，靠近铁矿负荷中心。
1.4设计范围
5.3.1按建设规模涉及的全部电气、土建、通信、水工、暖通、环保等的设计。
5.3.3长梁沟110kV变电站神岩35kV出线间隔扩建工程的设计。
5.3.4本工程概预算书的编制。
（2）系统部分
2.1变电站建设的必要性与可行性
2.1.1负荷预测
原平市神岩矿业有限公司现有变压器容量1.88兆伏安，由35千伏长梁沟变电站
10kV线路T接供电。
因产量提高，需新增容量7.17兆伏安，项目已经原经信发{2012}13号批文，增容后总容量达到9.05兆伏安，最大负荷7.2兆瓦。
神岩矿业有限公司用电负荷情况统计如下：
神岩矿业破碎干选厂车间用电负荷统计
设备名称
规格型号
数量（台）
配置功率
（kW
使用功率合
计（kW
电压等级
备注
震动给料机
ZSW600-130
2
22
44
380V
颚式破碎机
PE1000-1200
2
160
320
10kV
单缸圆锥破
CS440-EC
2
250
500
10kV
圆震动筛
YA2460
4
30
120
380V
单缸圆锥破
CS660-F
2
315
630
10kV
磁滑轮
CTDG-1016
2
55
110
380V
干选机
CTF-1021
6
18.5
111
380V
高压辊磨机
HFKG160-120
1
2X900
1800
10kV
闭合筛分机
3YA2460
2
45
90
380V
辊磨机低压部分
77.5
380V
水泵、油泵、液压泵、阀门
输送带
除尘设备
维修吊装、照明
合计
3802.5
神岩矿业选厂用电负荷统计
设备名称
规格型号
数量（台）
配置功率
（kW
使用功率合计
（kW
电压等级
备注
一段磨矿
2727
1
320
320
380V
2135
1
210
210
380V「
二段磨矿
1870
1
245
245
380V
1864
P1「
245
245
380V:
螺旋分级机
F2-200
1
30
30
380V
F150
1
20
20
380V
湿式预选机
CTS-1230
2
7.5
7.5
380V:
磁选机
CTS-1024
1
5.5
22
380V
CTB-1021
1
5.5
11
380V
精矿脱水过滤机
GYW-8m2
11
55+4
59
380V1
GYW-5m2
11
45+3
48
380V
精矿泵
100mm
2
37
74
380V
80mm
2
18
36
380V1
65mm
2
7.5
15
380V
振动脱水筛
SAHP2020
7
0.75
5.25
380V
尾矿渣浆泵
380V
带式过滤机真空泵
2BE-303
3
55
110
380V
2用1
备
2BE-303
3
75
150
380V
2用1
备
带式过滤机主动轮
DZ68-4000
3
45
90
380V
浓密机振动电机
48
0.55
26.4
380V
加药机
380V:
制砂机
380V
清水加压泵
380V
修理设备、吊车、照明
380V
皮带机
二期工程
合计
1724.15
2.1.2变电站建设的必要性与可行性
神岩矿业有限公司增容后最大负荷7.2兆瓦，现在正处于新矿区建设阶段，原来用电为10kV电源，由于10kV线路线径较细，供电距离较远，不仅电压质量不能满足要求，而且供电能力，安全方面更无从谈起。
随着矿区的扩建与设备的增容，正式投产后最大负荷将达到7200kW左右，矿区原有10kV供电系统显的太薄弱，根本无法满足用电质量与日益增长的电力负荷要求。
原平市神岩矿业有限公司从发展规划和附近电网现状及发展情况看，原平市神岩矿业有限公司规划建设神岩矿业35kV输变电工程完全有必要的。
神岩矿35kV输变电工程对神岩矿业的安全生产与可持续发展起决定性作用。
综上所述，新建神岩矿业35kV输变电工程是完全有必要的，而且周边电力系统正在进行升压改造的长梁沟110kV变电站（原长梁沟35kV变电站）距离本工程站址有15.6km左右，可以为神岩矿业35kV变电站提供比较可靠的电源点，说明神岩35kV输变电工程也确实可行。
鉴于以上说明，神岩矿业35kV输变电工程是完全有必要和可行的，作为为地方服务的供电部门，应该着实考虑企业发展所面临的诸多问题，尽快解决企业面临的用电问题，
为企业安全生产用电提供有力保障。
2.2变电站接入系统方案
神岩矿业35kV变电站接入系统方案为长梁沟110千伏变电站的35千伏出线间隔一个，占用35千伏I段母线北起第五出线间隔（南邻长梁沟），长梁沟变〜神岩变线路长度大约15.6km。
（3）电气一次线部分
3.1电气主接线
本工程建设规模为1台5MVA和1台4MVA两台两卷有载调压变压器，35kV进线1回；10kV出线13回；10kV无功补偿容量1x1200kva叶1x1500kvar，本期全上。
根据建设规模并结合设计规程要求，考虑了供电的可靠性、经济性和当地的运行经验及习惯，各级电压接线型式考虑如下：
35kV进线1回，主变进线2回；
10kV配电系统采用单母线分段接线，主变进线2回，电容器出线2回，PT柜2回，出线14回，站用变1回，母联2回共计23面开关柜。
主变压器35kV侧中性点米用不接地方式。
3.2电气设备布置及配电装置
3.2.1电气设备布置
本变电站全站总布置按照变电站最终规模设计，本期建设2台主变及1回35kV进线一次建成。
根据满足变电站运行要求和节约土地的原则，变电站初步设计为围墙内占地为43.5X44米。
35kV配电装置采用户外设备布置；无功补偿装置采用户外布置方式；10kV配电装置采用户内设备布置于配电室内；主变压器采用户外布置方式。
根据现场场
地特征和35kV进出线方向，35kV由西南架空进线，10kV电缆出线，变电站总平面布置
由西南向东北为35kV户外设备-主变-10kV配电室，进站大门西北开。
3.2.2配电装置形式
5.3.535kV配电装置：
35kV配电装置采用户外布置，出线采用架空出线.35kV主变压器架构高度：
主变压器架构高度为7.3米。
6.1.110kV配电装置采用户内高压开关柜单列布置方式，采用电缆出线；主变压器10kV侧进线通过硬母线经穿墙套管后沿封闭母线桥引入10kV配电装置开关柜。
10kV配电装置布置在变电站南面的10kV配电室，设备通过屋外的运输通道运入室内。
10kV成套并联电容器组布置在变电所内的西北部，电容器组与开关柜之间采用电缆
连接，电缆截面选用铜芯3X120mA。
3.3短路电流及主要设备选择
3.3.1短路电流
本站单回35kV电源通过架空导线接自长梁沟110kV变电站，本期短路电流按长梁沟线一回进线，两台主变并列运行来计算，长梁沟110kV变电站35kV侧母线短路容量暂按最大1602.1MVA（短路电流25kA）进行计算。
计算得本站各级电压母线短路电流最大值（计及变压器制造负误差）为：
35kV:
I〃=4.548kAich=7.681kA
10kV:
I〃=6.819kAich=11.516kA
3.3.2主要设备选择
3.3.2.1
6.2.11#主变压器：
SZ11-5000/35
35±3X2.5%/10.5
Y,dllUk%=7.0
2#主变压器：
SZ11-4000/35
35±3X2.5%/10.5
Y,dllUk%=7.0
6.2.235kV侧站用变：
S11-50/3535±5%/0.4DynilUd%=6.5
6.2.335kV断路器ZWO-40.5W/2000-25
内置套管CT:
LR-35200-300-400/50.5/0.2S/10P20/10P20
6.2.435kV隔离开关：
GW4-40.5DW/1250附手动操动机构
GW4-40.5W/1250附手动操动机构
6.2.5电压互感器：
JDZXW-35W20.2/0.5/6P
35/V3/0.1V3/0.1/V3/0.1/3
6.2.6氧化锌避雷器：
HY5WZ-51/134W附运行监测仪
6.2.7熔断器：
RW5-35/100-2A
3.32310kV设备
6.3.110kV配电设备选用KYN28-12型户内铠装型移开式交流金属封闭开关设备；
配真空断路器：
VS1-12型真空断路器1250A/25kA;
电流互感器：
LZZBJ9-10;
电压互感器：
JDZX10-10,0.2/0.5/6P;
电压变比：
10/V30.1V30.1V30.1V3
6.3.210kV无功补偿装置采用磁控电抗器式动态无功补偿装置MSVC-1200/1200和户外动态无功补偿装置MSVC-1500/1500各一套，电容器总容量1200kVar+1500kVar。
装置分为MCR和电容补偿支路两个部分，户外布置，每套装置具体配置如下：
6.4.1MSVC-1200/1200
磁控电抗器（MCR1台：
BKS-10.5-1200
隔离开关2台：
GW4-15D/630A
电容器6台：
BAM12V3-200-1W
电抗器3台：
GKCKLC-24/1/V3-6%
放电线圈3台：
FDG2-1.7/11/V3
避雷器3支：
HY5WR-17/45
6.4.2MSVC-1500/1500
磁控电抗器（MCR1台：
BKS-10.5-1500
隔离开关2台：
GW4-15D/630A
电容器6台：
BAM12V3-250-1W
电抗器3台：
GKCKLC-30/1/V3-6%
放电线圈3台：
FDG2-1.7/11/V3
避雷器3支：
HY5WR-17/45
3.4绝缘配合及防雷保护
3.4.1绝缘子串选择
a绝缘子串片数选择原则：
按正常工作电压下泄漏比距进行选择。
按操作过电压作用下不闪络选择。
按大气过电压作用下不闪络选择。
悬式绝缘子机械强度的安全系数，正常运行时不应小于4,安装检修时不应小于2.5。
b设计推荐采用XWP-7型悬式绝缘子，35kV采用4片。
3.4.2防雷、接地
3.4.2.1雷电侵入波及操作过电压保护
本站35kV进线、母线均设置氧化锌避雷器；10kV母线、线路侧装设避氧化锌雷器。
642防直击雷
本变电所防直击雷保护采用避雷针保护，在变电站设3支30m独立避雷针对35kV
进线段、引线及主变压器保护等。
（1）接地
本站接地网采用水平敷设的接地干线为主，垂直接地为辅联合构成的复合式人工接地装置，埋设于冻土层之下，在独立避雷针处设集中接地装置，考虑到土壤对接地的腐蚀，接地体寿命按30年，年腐蚀率取0.1mm接地装置的材料选用-50mnX5mn热镀锌扁钢，垂直接地极的材料选用50mm<50m材2500mm且厚度不小于5mm的热镀锌角钢。
敷设后的主接地网接地电阻不大于4Q,独立避雷针接地装置接地电阻不大于10Q。
二次设备室设备接地采用30mM4mm的铜排。
3.5站用电及照明
变电站装设2台站用变压器，装于35kV线路侧和10kV母线侧。
站用电保护采用熔断器保护。
站用电电压为380/220V，低压配电采用380V三相四线制中性点直接接地系统，接线型式采用单母线接线向各用电负荷供电。
全站照明分工作照明和事故照明，变电站正常工作照明由站用电380/220V三相四线制系统供电，事故照明直流电源由直流屏直接供电。
二次设备室采用组合式荧光灯照明，辅助厂房采用荧光灯、白炽灯混合照明，屋内配电装置采用白炽灯或投光灯照明，在二次设备室、配电装置室及主要通道进出口等处，均装设事故照明灯，事故照明灯采用手动开启方式。
3.6电缆设施
361电缆设施
站内设备区、35kV户外设备、10kV屋内配电室及控制室均设电缆沟及电缆通道，电缆沟内采用热镀锌角钢支架。
3.6.2电缆敷设
站内高压控制电缆采用电缆沟道敷设方式，低压电力电缆和控制电缆采用电缆沟道、敷设方式，对于少量高压电力电缆也可采用穿管直埋方式；控制室电缆在活动地板下敷设。
3.6.3电缆防火
防止电缆着火延燃措施拟按部颁规程《发电厂、变电所电缆选择与敷设设计规程》进行施工图设计，并结合国标《电力工程电缆设计规范》，《电力设备典型消防规程》进行设计。
在电缆沟道与引接分支电缆沟道的接口处，屏、柜、箱的底部电缆孔洞等处,
采用耐火材料进行封堵；对靠近含油设备（如变压器、电流互感器）的电缆采用穿管敷设，邻近的电缆沟盖板用水泥沙浆作预密封处理等。
（4）电气二次线及元件保护部分
4.1综合自动化系统方案模式
本站最终按无人值班的变电站考虑，二次部分按综合自动化模式设计，综自系统采用分层分布式网络结构。
计算机监控主站与远动数据传输设备信息资源共享，不重复采集。
全站设一套GPS寸时系统，实现站控层、间隔层及保护装置的时钟同步。
整个系统按纵向分为站控层和间隔层，间隔层在横向按站内一次设备分布式配置，各间隔的设备相对独立，均通过通讯网互联，并同站控层设备通讯。
所有保护信号均可通过以太网
（RS485口）上传至当地监控系统，共同实现变电站当地和远方的监控，所有电度量均通过RS485口经电能量采集器上传电能量计费主站、当地监控系统及调度端。
设后台监控系统1套，含主机及操作员工作站1台、2T液晶显示器带音箱，A3激
光打印机，系统软件、操作台等。
4.2二次设备布置及组屏原则
421二次设备布置方案
站内主变压器及全站公用的二次设备（包括监控设备、保护设备、计量设备、通信设备、远动设备、交直流系统柜、站控层主机操作台等）均布置于主控制室；10kV保护
测控四合一装置分散布置于就地开关柜上。
4.2.2主要二次设备组屏原则
同一变电站二次设备柜体结构、外型及颜色均应统一。
1）监控系统主要设备
主变压器保护测控柜：
1面/台，含主变差动保护装置1套，主变非电量保护装置1套，主变高后备保护装置1套，主变低后备保护装置1套，主变公用测控装置1套，高低压侧操作箱1套，主变有载调压、温度变送器一套及其它配套设备
线路保护测控柜：
含35kV线路保护测控装置1套，PT测控装置1套，PT消谐装置3套。
公用测控柜：
微机型，含公用测控装置1套，小电流接地选线1套，通讯管理机及其它配套设备
远动柜：
含远动通信设备1套（装置式），GPS寸时装置1台，M0DEM2套）及配套设备，组屏一面
低频低压减载柜：
低频低压减载装置1套
通讯屏：
一面通讯屏，一面通讯电源屏
电度表柜：
35kV主变压器和线路电度表组屏于电度表柜。
10kV系统电度表分散安装于就地开关柜上，站变低压侧电度表安装在交流柜上。
直流屏：
微机型模块（2+1）X10A冗余配置
电池屏：
阀控密封铅酸蓄电池100Ah220V共104只
4）UPS系统
为保证变电站综合自动化系统的后台计算机和网络设备的可靠运行，设置3kVA一套
逆变电源系统，保证在变电站交流失压的情况下，综合自动化系统、继电保护设备（保护装置打印机）、通信设备、网络设备能有不间断的电源供给，该逆变电源系统采用变电站的直流系统作为后备电源，无须自带蓄电池，组柜1面。
4.4交直流系统
本站利用35kV站变供电，0.4kV主接线为单母线接线，交流柜内设双电源自动切换开关1套，三相四线制电度表1块。
馈线柜内含20路馈线（部分具有漏电保护功能），其中：
三相4路63A,三相4路40A,单相16路20A,事故照明单相4路20A。
直流系统电压为220V,采用1套100Ah阀控式密封铅酸蓄电池组，蓄电池组容量按无人值班事故放电2h考虑。
直流馈线18路。
直流电源系统采用1套高频开关充电装置；系统接线采用单母线接线，充电装置采用高频开关电源时（模块按N+1配置）。
直流系统由2面柜组成，其中直流充馈电柜1面,蓄电池柜1面。
每组蓄电池采用全密封阀控式铅酸（贫液）蓄电池（每组蓄电池的数量暂按每只浮充电压2.23V计算取（104只），按浮充电方式运行。
蓄电池组柜布置于主控制室。
直流系统设有绝缘在线监测及接地故障定位装置，电池监测装置，开关状态监测装置，集中监控装置，并能通过串行通讯口与计算机监控系统通信，传送各种数据信息，达到远方监控目的。
直流负荷供电采用环网及辐射相结合的方式，集中组屏的二次设备保护、测控、信号、控制及事故照明、UPS远动等的电源采用辐射供电，35kV、10kV分散安装保护测控装置电源采用环状供电，并设开环点。
4.5元件保护及自动装置
按照《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB/T14285-2006）及国家电网公司《十
八项电网重大反事故措施》（试行）的规定，主要配置原则如下：
4.5.1主变压器保护
35kV微机变压器主保护和后备保护不宜在一个机箱，非电量保护要求为独立单元。
所有保护功能均具有软、硬压板投退功能。
1）主变压器保护配置：
主变差动保护：
采用二次谐波制动的比率差动保护。
保护动作后跳各侧开关，并发信号。
差动电流速断保护：
保护动作后跳各侧开关，并发速断信号。
CT二次回路断线保护：
发CT断线信号。
2）后备保护装置：
高压35kV侧复合电压闭锁过流保护（复合电压指35kV、10kV两侧的复合电压）第一时限跳本侧分段断路器；第二时限跳各侧断路器；
变压器高压侧设过流闭锁调压。
低压10kV侧复合电压闭锁过流保护（复合电压指本侧的复合电压）
第一时限跳本侧分段断路器；第二时限跳各侧断路器；
各侧各段电流元件是否经复合电压闭锁应能分别由软件控制字及硬压板投入或退出。
另外，保护装置必须具有防止各侧的电压元件检修时保护误开放的措施。
3）告警保护
高、低压侧过负荷，发过负荷动作信号，显示并打印过负荷侧。
高、低压侧CTPT断线，发CTPT断线动作信号，显示并打印CTPT断线侧保护启动总出口时发遥信。
4）非电量保护
本体重瓦斯：
瞬时启动总出口跳各侧断路器（可硬压板投退），发动作信号。
本体轻瓦斯：
发动作信号。
有载调压重瓦斯：
跳各侧断路器，发动作信号。
（可硬压板切换）
有载调压轻瓦斯：
发动作信号。
压力释放：
跳各侧断路器，或发动作信号。
（可硬压板切换）
油位高或低：
分别发动作信号。
变压器远方测温：
油温高发信号。
有载调压分接头位置信号。
5）主变测控
具有有载调压控制，能远方遥控调压，可远传分接头位置，并具有标准通讯接口，能与监控计算机通讯。
（1）35kV线路测控装置
35kV线路采用四合一保护测控装置，组屏布置于线路测控柜上。
配置三段式电流保护和三相一次重合闸，2个485口，一个接监控网，一个备用。
装置应具有标准通信接口与主网通信。
（2）10kV线路测控配置
1）10kV线路测控配置：
10kV线路采用四合一保护测控装置，分散布置于就地开关柜上。
对10kV线路故障
装设三段式电流保护、低频低压减载保护、零序保护及三相一
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